Длина реки — 442 км, общее падение 265 м, средний уклон 0,6%, средняя высота водосбора 154 м, площадь бассейна — 14900 км². Длина реки в пределах Оренбургской области 196 км, площадь водосбора 6986 км², общее падение 185 м, средний уклон 0,9%. Принимает 196 больших и малых притоков, из которых значительны левые Малый Кинель и Кутулук. Притоки, как и Большой Кинель, с повышенной минерализацией воды. Вода жесткая, по химическому составу гидрокарбонатно-кальциевая. Основные притоки в пределах Оренбургской области: Умирка, Ереуз, Большая Кисла, Мочегай, Савруша, Кондузла. Бассейн реки асимметричен по форме: правобережье относительно высокое и сильно расчленено; рельеф левобережья отличается мягкостью очертаний и меньшей расчлененностью. Грунты глинистые и суглинистые, растительность степная и лесостепная. Долина реки хорошо выражена, трапецеидальная, шириной в верховье 1,5−2 км, в нижнем течении — 7−8 км. Склоны долины сложены суглинистым грунтом, по правому склону отмечены обнажения скальных пород. Пойма высокорасположенная, преимущественно двухсторонняя, ширина ее варьирует в значительных пределах: до впадения р. Ереуз — 0,7-1 км, на остальном протяжении от 2-4 км. Поверхность поймы сильно пересечена озерами и старицами. От истока до р. Бол. Кисла пойма луговая, открытая, на остальном протяжении либо кустарниковая, либо лесная. Грунт поймы супесчаный, встречается глинистый и суглинистый. В высокое половодье − пойма затапливается на глубину 1−3 м, в обычное − лишь ее пониженные участки. Продолжительность затопления в верхнем течении 1−6 дней, в среднем 11−20 дней. Русло реки извилистое. От истока до 270 км река мелководна, шириной 10−30 м, глубиной около 1,0 м. После впадения р. Мочегай, водность реки значительно увеличивается: средняя ширина 35−50 м, средняя глубина − 2−4 м. Скорость течения на плесах изменяется от незначительных пределах до 0,2 м/сек, на перекатах от 0,6 до 1,1 м/сек. Берега реки Большой Кинель заросшие тростником. Преобладающая высота берегов 2−4 до 6 м. Дно реки ровное, песчаное, на перекатах галечное, на плесах заиленное. Питание осуществляется в основном за счет атмосферных осадков, летом сильно мелеет. В среднем течении Большого Кинеля расположены города Бугуруслан, Похвистнево, Отрадный, а также крупное село Кинель-Черкассы. Город Кинель и поселок Усть-Кинельский находятся при впадении Большого Кинеля в Самару в 15 км восточнее города Самара.
